CN107650453A - 一种高阻隔性的包装箱板、智能包装箱 - Google Patents

一种高阻隔性的包装箱板、智能包装箱 Download PDF

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Abstract

本发明涉及包装箱技术领域，具体的说涉及的是一种高阻隔性的包装箱板及使用该包装箱板组装而成的智能包装箱，所述的包装箱板包括由面层和里层以及位于面层和里层之间的至少两层塑料薄膜构成，所述的塑料薄膜之间、塑料薄膜与面层和里层之间设有厚度为1‑3mm的填充层，所述的填充层包括以下重量份的物质：胶黏剂50‑70份、玻璃纤维8‑16份、玻化微珠3‑8份；所述的塑料薄膜包括至少两种不相容的树脂材料经熔融共挤、双向拉伸而得，利用聚酯塑料薄膜优异的阻水隔氧的性能，确保包装箱体内的货物产品不受损失；带有孔隙结构的塑料薄膜在包装箱板成型的过程中便于加工成型；所述的填充层起到架桥连接的作用，提高了包装箱板的机械强度。

Description

一种高阻隔性的包装箱板、智能包装箱
技术领域
本发明涉及包装箱技术领域，具体的说涉及的是一种高阻隔性的包装箱板及使用该包装箱板组装而成的智能包装箱。
背景技术
所谓的高阻隔，可以定义为一种材料具有很强的阻止另一种材料进入的能力，不论另一种材料是气体、水、气味甚至是热量，目前已经投入使用的高阻隔包装材料中最为典型的就是阻氧材料，其中常见的是EVOH和尼龙树脂制成的，这些阻氧性材料又通常需要与聚乙烯复合后使用，因为后者具有良好的隔潮性。
在发展高阻隔包装产业开始时，消费者的要求是市场发展的第一要素，但成本问题也是这种新材料开发中的重要因素，消费者和材料开发者普遍认为，让货物经历长时间的运输后达到目的地仍能保持原有的状态，这才是材料开发的最基本要求。随着产业的发展，兴起的高阻隔性薄膜材料被逐渐开发出来并用于软包装市场，用于替代金属罐、玻璃瓶或其他硬包装来保持产品在运输过程中的原有状态。对于大宗的货物产品，需要用到大型的包装箱进行包装运输，因此该包装箱板对于外界环境的有效隔离成为确保产品保持原有状态的重要因素，例如有的货物产品需要经历长达几个月的远洋货轮的运输才能达到目的地，长时间堆垛在货柜箱中的包装箱内的产品可能会受到空气中湿气的侵蚀，氧气的腐蚀，从而造成产品货物的损失；另外，有的包装箱体虽具有隔水阻氧的特点，但是其箱体本身受到水汽的侵蚀，导致箱体整体结构强度的降低，也易造成包装箱的局部垮塌，导致箱体内产品货物的损失。
现有技术中的包装箱，往往缺乏及时告警的装置，包装箱到达目的地后才发现其所处的包装箱体内环境过于恶劣，导致补救措施不及时而引起产品货物的损失。
发明内容
针对现有技术中的问题，本发明的目的之一在于提供一种高阻隔性的包装箱板，用于组装成包装箱，避免放入其中的货物产品受到外界条件的影响。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：一种高阻隔性的包装箱板，包括由面层和里层以及位于面层和里层之间的至少两层塑料薄膜构成，所述的塑料薄膜之间、塑料薄膜与面层和里层之间设有厚度为1-3mm的填充层，
所述的填充层包括以下重量份的物质：胶黏剂50-70份、玻璃纤维8-16份、玻化微珠3-8份；
所述的塑料薄膜包括至少两种不相容的树脂材料经熔融共挤、双向拉伸而得。
本发明的关键要点在于构成包装箱板的面层和里层之间设置有隔水阻氧的塑料薄膜材料，另外，在所述的塑料薄膜之间设有填充层，起到隔热保温的作用；另外，塑料薄膜为不相容的树脂材料混合共挤得到，在双向拉伸成型的过程中，塑料薄膜中产生了许多的孔隙结构，如此，在用作包装箱板时可以轻松的进行弯折成型。
根据本发明，所述的胶黏剂为本领域技术人员所常知的，如聚乙烯醇类水性胶黏剂、乙烯乙酸酯类水性胶黏剂、丙烯酸类水性胶黏剂、聚氨酯类水性胶黏剂、环氧水性胶黏剂、酚醛水性胶黏剂、有机硅类水性胶黏剂、橡胶类水性胶黏剂中的一种。
进一步的，根据本发明，所述的塑料薄膜包括ABA三层结构或AB两层结构，所述的B层为塑料薄膜的芯层，包括下列组分：聚酯80-90％、不相容树脂9-19.9％、相容剂0.1-1％，所述百分含量为重量百分比；
所述的A层为塑料薄膜的表层，包括下列组分：聚酯95-97％，开口剂1.5-4.5％，抗静电剂0.5-1.5％，所述百分含量为重量百分比。
聚酯和不相容树脂在共挤熔融后经双向拉伸，在其相邻的界面上形成孔隙结构，为调节该孔隙结构的大小，在芯层配方中加入相容剂进行调节，所述的相容剂为马来酸酐接枝SEBS；塑料薄膜的表层中添加少量的抗静电剂和开口剂，便于在成型过程中易于塑料薄膜剥离拉伸辊和避免发生静电对操作工人的电击，其中所述的开口剂为二氧化硅粒子，本发明对于抗静电剂的种类不做特殊的要求，其加入到塑料薄膜的表层中，在使用的过程中逐渐的向表面迁移，起到长效的抗静电保护作用，具体的，如乙氧基化烷基胺、烷基磺酸钠、乙氧基月桂酷胺中的一种。
根据本发明，所述的塑料薄膜的厚度对于包装箱板的整体强度具有很大的影响，塑料薄膜偏薄，则会影响到包装箱板的强度，而塑料薄膜厚度过大时，其生产成本较高，本发明中所述的塑料薄膜的厚度优选为188-350μm；
进一步的，所述的B层的厚度占塑料薄膜总厚度的84-92％，所述的A层的厚度占塑料薄膜总厚度的8-16％。
根据本发明，所述的聚酯材料为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、或聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)中的至少一种；不相容树脂选自聚-3-甲基-1-丁烯、聚-4-甲基-1-戊烯、聚乙烯基叔丁烷、1，4-反-聚-2，3-二甲基丁二烯、聚乙烯基环己烷、聚苯乙烯、聚甲基苯乙烯、聚二甲基苯乙烯、聚氟苯乙烯、聚-2-甲基-4-氟苯乙烯、聚乙烯基-叔丁基醚、三乙酸纤维素、三丙酸纤维素、聚氟乙烯、聚氯三氟乙烯中的至少一种。
根据本发明，所述的开口剂为平均粒径为0.1-2μm的二氧化硅粒子
本发明中所述的塑料薄膜，切片原料经充分混合均匀后分别投入到主挤出机和辅挤出机中熔融、共同挤出后铸片、经纵拉、横拉后定型得到塑料薄膜，其制备过程与现有技术中的双向拉伸聚酯薄膜的方法相同，在此不做赘述。
根据本发明，本发明中所述的面层为牛皮纸，厚度为0.04-0.3mm；所述的里层为瓦楞纸，厚度为3-7mm。
本发明还提供一种智能包装箱，由权利要求1-7所述的高阻隔性的包装箱板组装而成，且所述的包装箱板的接缝处涂覆有防水胶。
进一步的，所述的包装箱内设有智能管理系统，所述的智能管理系统至少包括有通信系统、控制系统和电源系统，所述的通信系统以无线信号传输方式向位于包装箱外部环境的监控中心发送包装箱的实时状态信号；所述电源系统为所述智能管理控制系统供电。
所述的包装箱内还有传感器系统，传感器系统的信号输出端与控制系统的信号接收端连接。
进一步的，所述的传感器系统包括用于监测包装箱内温度的温度传感器，用于监测包装箱内湿度的湿度传感器和用于监测特定气体的气体传感器。
在包装箱进行货物产品运输的过程中，传感器可以实时的监测包装箱内的环境参数，如温度、湿度或特殊气体的存在与否，若出现温湿度异常或特殊气体存在时，控制系统可以及时的向监控中心告警，提醒运输单位货物产品出现危险状态，需要及时调整仓储环境避免货物产品受损。
本发明提供的高阻隔性的包装箱板及由该包装箱板组装而成的智能包装箱具有以下技术效果：
1、充分利用了聚酯塑料薄膜优异的阻水隔氧的性能，确保包装箱体内的货物产品不受损失；带有孔隙结构的塑料薄膜在包装箱板成型的过程中具有易掰弯成型的特点，便于加工成型；
2、所述的填充层中包含有绝缘耐热的玻璃纤维，在填充层中起到架桥连接的作用，提高了包装箱板的机械强度，所述的玻璃微珠也具有中空的结构，可以提高整体包装箱板的隔热作用。
附图说明
图1为本发明提供的高阻隔性包装箱板的剖面示意图；
图2为本发明提供的智能包装箱的监控结构图；
图中标号说明：A-塑料薄膜表层，B-塑料薄膜芯层，1-牛皮纸(面层)，2-瓦楞纸(里层)，3-填充层，10-通信系统，20-控制系统，30-电源系统，40-监控中心，50-传感器系统，51-温度传感器，52-湿度传感器，53-气体传感器。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示及实施例，进一步阐明本发明。
实施例1
一种高阻隔性的包装箱板，包括0.15mm厚的面层牛皮纸和5mm厚的里层瓦楞纸，以及设置在面层牛皮纸和里层瓦楞纸之间的两层厚度为250μm的塑料薄膜，所述的塑料薄膜之间、塑料薄膜与面层和里层之间设有厚度为2mm的填充层；
所述的填充层包括以下重量份的物质：聚乙烯醇类水性胶黏剂60g、玻璃纤维12g、玻化微珠5g；
所述的塑料薄膜包括ABA三层结构，所述的B层为塑料薄膜的芯层，包括下列组分：聚对苯二甲酸乙二醇酯95％、聚-3-甲基-1-丁烯4.5％、马来酸酐接枝SEBS0.5％，所述百分含量为重量百分比；芯层的厚度为225μm；
所述的A层为塑料薄膜的表层，包括下列组分：聚对苯二甲酸乙二醇酯96％，二氧化硅3％，乙氧基化烷基胺1％，所述百分含量为重量百分比，表层的厚度为12.5μm。
实施例2
一种高阻隔性的包装箱板，包括0.2mm厚的面层牛皮纸和6mm厚的里层瓦楞纸，以及设置在面层牛皮纸和里层瓦楞纸之间的两层厚度为300μm的塑料薄膜，所述的塑料薄膜之间、塑料薄膜与面层和里层之间设有厚度为2mm的填充层；
所述的填充层包括以下重量份的物质：聚氨酯类水性胶黏剂65g、玻璃纤维13g、玻化微珠6g；
所述的塑料薄膜包括ABA三层结构，所述的B层为塑料薄膜的芯层，包括下列组分：聚对苯二甲酸乙二醇酯85％、聚乙烯基环己烷14.5％、马来酸酐接枝SEBS0.5％，所述百分含量为重量百分比；芯层的厚度为255μm；
所述的A层为塑料薄膜的表层，包括下列组分：聚对苯二甲酸乙二醇酯96％，二氧化硅3％，烷基磺酸钠1％，所述百分含量为重量百分比，表层的厚度为22.5μm。
实施例3
一种高阻隔性的包装箱板，包括0.25mm厚的面层牛皮纸和6mm厚的里层瓦楞纸，以及设置在面层牛皮纸和里层瓦楞纸之间的两层厚度为200μm的塑料薄膜，所述的塑料薄膜之间、塑料薄膜与面层和里层之间设有厚度为2mm的填充层；
所述的填充层包括以下重量份的物质：乙烯乙酸酯类水性胶黏剂58g、玻璃纤维14g、玻化微珠4g；
所述的塑料薄膜包括ABA三层结构，所述的B层为塑料薄膜的芯层，包括下列组分：聚对苯二甲酸丁二醇酯82％、聚-4-甲基-1-戊烯17％、马来酸酐接枝SEBS1％，所述百分含量为重量百分比；芯层的厚度为180μm；
所述的A层为塑料薄膜的表层，包括下列组分：聚对苯二甲酸丁二醇酯95％，二氧化硅4.5％，乙氧基月桂酷胺0.5％，所述百分含量为重量百分比，表层的厚度为10μm。
实施例4
一种高阻隔性的包装箱板，包括0.04mm厚的面层牛皮纸和7mm厚的里层瓦楞纸，以及设置在面层牛皮纸和里层瓦楞纸之间的两层厚度为188μm的塑料薄膜，所述的塑料薄膜之间、塑料薄膜与面层和里层之间设有厚度为1mm的填充层；
所述的填充层包括以下重量份的物质：丙烯酸类水性胶黏剂50g、玻璃纤维8g、玻化微珠8g；
所述的塑料薄膜包括ABA三层结构，所述的B层为塑料薄膜的芯层，包括下列组分：聚对苯二甲酸乙二醇酯80％、聚乙烯基叔丁烷19.9％、马来酸酐接枝SEBS0.1％，所述百分含量为重量百分比；芯层的厚度为169.2μm；
所述的A层为塑料薄膜的表层，包括下列组分：聚对苯二甲酸乙二醇酯97％，二氧化硅2.5％，乙氧基化烷基胺0.5％，所述百分含量为重量百分比，表层的厚度为9.4μm。
实施例5
一种高阻隔性的包装箱板，包括0.3mm厚的面层牛皮纸和3mm厚的里层瓦楞纸，以及设置在面层牛皮纸和里层瓦楞纸之间的两层厚度为350μm的塑料薄膜，所述的塑料薄膜之间、塑料薄膜与面层和里层之间设有厚度为3mm的填充层；
所述的填充层包括以下重量份的物质：环氧水性胶黏剂70g、玻璃纤维16g、玻化微珠8g；
所述的塑料薄膜包括ABA三层结构，所述的B层为塑料薄膜的芯层，包括下列组分：聚对苯二甲酸丁二醇酯90％、聚甲基苯乙烯9％、马来酸酐接枝SEBS 1％，所述百分含量为重量百分比；芯层的厚度为315μm；
所述的A层为塑料薄膜的表层，包括下列组分：聚对苯二甲酸丁二醇酯97％，二氧化硅1.5％，乙氧基化烷基胺1.5％，所述百分含量为重量百分比，表层的厚度为17.5μm。
对比例1
将实施例1中的塑料薄膜设置为一层，其余不变。
对比例2
将实施例1中的塑料薄膜之间、塑料薄膜与面层和里层之间设有的填充层更换为纯的聚乙烯醇类水性胶黏剂，该胶黏剂的厚度为2mm。
对比例3
将实施例1中所述的B层组分改为：聚对苯二甲酸乙二醇酯99.5％、马来酸酐接枝SEBS 0.5％，所述百分含量为重量百分比，其余不变。
利用实施例1-5、对比例1-3的包装箱板制作出大小为20cm*20cm*20cm，在箱体内放置智能管理系统，然后将箱体放置到同一密闭房间内，保持房间内温度50℃、湿度80％RH，并在监控中心处记录间隔1h的箱体内部的环境参数，详细记录见表1
表1实施例1-5、对比例1-3包装箱板性能测试
由表1数据可以看出，本发明提供的包装箱板具有优异的阻隔性能。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的特点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种高阻隔性的包装箱板，其特征在于：包括由面层和里层以及位于面层和里层之间的至少两层塑料薄膜构成，所述的塑料薄膜之间、塑料薄膜与面层和里层之间设有厚度为1-3mm的填充层，
所述的填充层包括以下重量份的物质：胶黏剂50-70份、玻璃纤维8-16份、玻化微珠3-8份；
所述的塑料薄膜包括至少两种不相容的树脂材料经熔融共挤、双向拉伸而得。
2.根据权利要求1所述的高阻隔性的包装箱板，其特征在于：所述的塑料薄膜包括ABA三层结构或AB两层结构，所述的B层为塑料薄膜的芯层，包括下列组分：聚酯80-90％、不相容树脂9-19.9％、相容剂0.1-1％，所述百分含量为重量百分比；
所述的A层为塑料薄膜的表层，包括下列组分：聚酯95-97％，开口剂1.5-4.5％，抗静电剂0.5-1.5％，所述百分含量为重量百分比。
3.根据权利要求2所述的高阻隔性的包装箱板，其特征在于：所述的塑料薄膜的厚度为188-350μm；和/或
所述的B层的厚度占塑料薄膜总厚度的84-92％，所述的A层的厚度占塑料薄膜总厚度的8-16％。
4.根据权利要求2所述的高阻隔性的包装箱板，其特征在于：所述的聚酯材料为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、或聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)中的至少一种。
5.根据权利要求2所述的高阻隔性的包装箱板，其特征在于：所述的不相容树脂选自聚-3-甲基-1-丁烯、聚-4-甲基-1-戊烯、聚乙烯基叔丁烷、1，4-反-聚-2，3-二甲基丁二烯、聚乙烯基环己烷、聚苯乙烯、聚甲基苯乙烯、聚二甲基苯乙烯、聚氟苯乙烯、聚-2-甲基-4-氟苯乙烯、聚乙烯基-叔丁基醚、三乙酸纤维素、三丙酸纤维素、聚氟乙烯、聚氯三氟乙烯中的至少一种。
6.根据权利要求2述的高阻隔性的包装箱板，其特征在于：所述的开口剂为平均粒径为0.1-2μm的二氧化硅粒子。
7.根据权利要求1所述的高阻隔性的包装箱板，其特征在于：所述的面层为牛皮纸，厚度为0.04-0.3mm；和/或
所述的里层为瓦楞纸，厚度为3-7mm。
8.一种智能包装箱，其特征在于：所述的智能包装箱由权利要求1-7所述的高阻隔性的包装箱板组装而成，且所述的包装箱板的接缝处涂覆有防水胶。
9.根据权利要求8所述的智能包装箱，其特征在于：包装箱内设有智能管理系统，所述的智能管理系统至少包括有通信系统、控制系统和电源系统，所述的通信系统以无线信号传输方式向位于包装箱外部环境的监控中心发送包装箱的实时状态信号；所述电源系统为所述智能管理控制系统供电；
所述的包装箱内还有传感器系统，传感器系统的信号输出端与控制系统的信号接收端连接。
10.根据权利要求9所述的智能包装箱，其特征在于：所述的传感器系统包括用于监测包装箱内温度的温度传感器，用于监测包装箱内湿度的湿度传感器和用于监测特定气体的气体传感器。
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